机电一体化的定义范文

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固定资产作为医院自身资产的一项重要的组成部分，应该对其进行资产管理力度的加强，以提高医院的资产利用率、确保其完整和安全，并能够发挥其真正作用，实现医院的固定资产能够保值增值。

一、固定资产的实际管理中存在的问题

1.管理水平较低，管理制度不完善

医院自身的固定资产的相关管理制度普遍存在着不完善的问题，尤其是在资产的处置、使用、配置环节上缺少必要的控制审批程序。日常对于固定资产的管理比较薄弱，其内部的相关管理机构不够完善，职责不清，人员不到位，使用部门同管理部门脱节，没有完善的约束机制。有很多医院虽然已经进行信息化的管理，但仅局限于简单的一些静态管理，很多数据都是经过人工录入，并不能满足医院的动态管理的需求。

2.资产存量不明确，账物不符

在其形式上进行分析，医院的设备、总务、财务等相关部门都建有实际的固定资产账目分类。有一些相关职能科室甚至还建立台账，但因其管理水平不够高，各个部门对于其固定资产的相关管理不到位，帐物、帐帐之间不能够相互衔接，有帐无物，有物无帐的情况频繁发生。例如医院在进行无偿调人和接受捐赠的固定资产时，经常不能及时入账，有时甚至不入账，存在着帐外资产。还有一些淘汰、报废、毁损等已经失去价值的资产不进行核销手续的办理，对资产进行虚列，对于资产也没有按照医院的规定进行及时的盘点清查，对于一些流动性的一些固定资产，不能够及时实行专科处理，从而造成医院的资产的丢失和损害等，使其自身资产账和物不符。

3.账目价值失真，核算方法不健全

现行的会计制度的规定，医院自身的固定资产不能够进行折旧，账面所进行反应的相关固资价值就是其构建医院固资的成本，与其真实的固定资产价值有着很大的差距。医院虽然可以按照相关规定来提取相关修购基金，但是该资金并不是依照实际的固资耗损提取的，其基金难免会有倒挂现象。综上原因使得医院自身的固资账目不断增高，与固资实际的价值差距越来越大。除此之外，医院的相关设备一般都是高新科技技术设备，其更新速度很快，但是医院在进行固资核算的时候不能够根据加速折旧方法，也不能够进行固资减值准备，使得医院的固定资产的实际账面信息失真。

二、强化固定资产管理的策略

1.完善固定资产相关管理制度

（1）医院根据其自身发展情况制定完善的固资管理制度

比如考核制度、奖惩制度、调出审批制度、报废、报损、管理固资档案制度、清查核对制度等，并根据实际发展不断的更新和完善，使得固资管理能够有章可循，从而更加适应新的形势发展。

（2）健全内部控制制度，加强审计监督

医院对于固资产生的实际的经济效益要经常进行检查审计和监督，提高医院固资的运营效益；对于医院的固定资产的收益率、维修率、完好率、使用率、分布等各个方面及时的进行考核，以预防国有资产出现流失，要保证医院固资的保值增值；并且实现财产管理部门、财会部门、使用科室建立“三帐一卡”制度，做到财产管理有卡有帐、财务部门有帐、使用科室有物有卡，从而保证帐实、帐卡、帐帐相符，从而建立起“公务使用登记卡”制度，相关工作人员在其工作岗位调离时，要先将该卡收回，再办理相关离职手续，以避免固资损坏和丢失的情况。

（3）要完善设备管理相关责任制

明确权限和责任，以确保不能够相容的工作岗位能够实现分离，由设备、总务、财务等相关部门来组建固资管理部门小组，使得各部门都有兼职或者专职人员来进行医院固资的管理，对其责任进行明确，分配至个人。设备科要对设备进行不定期或定期的维修、保养，并且对其使用情况进行考核。财务科要将其科室的相关资产的损毁、维修以及占用情况量化为具体的数据，并根据相关状况进行奖惩。

2.完善固资折旧核算方式

现代的科技发展、产品更新迅速，为了确保其相关医疗设备能够切实满足医院临床的需求，要对其投资成本快速的收回。要按照费用和收费互相配比的原则对医院的医疗设备采用加速折旧法，以此来确保医院能够有充足的资金进行设备更新。医院可以参考企业的固资折旧方式来进行折旧，并定期对固资进行计提资金减值准备，从而更加有利于反应医院固资真实价值。

3.加强信息化资产管理，提高资产的实际管理水平

伴随着科学技术的不断发展和进步，医院也渐渐将计算机管理引进其管理领域。医院可以创建固资信息管理体系，将平时的管理融入管理范围，通过计算机信息系统来将相关流程进一步固化。实现固资由人工管理到计算机管理的相关转变。

三、总结

对于医院的固定资产进行强化并不是一朝一夕的事情，需要医院各个部门的共同协作和配合，加强对其管理制度的完善和更新，并利用先进的网络科技加强其管理的多样性和先进性，从而使得医院的固定资产管理体系更加符合时展的需求。

参考文献：

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中图分类号：X773 文章编号：1009-2374（2016）16-0085-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.16.041

1 项目背景

定州电厂一期烟气脱硫工程由川崎公司供货。采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，吸收塔设置三层喷淋层，并设置增压风机及GGH。两套脱硫装置可处理#1、#2两台炉的全部烟气。原设计按照FGD入口SO2浓度为1576mg/Nm3（标态、干基、6%氧）时，脱硫效率95%设计。目前，定州电厂实际来煤与设计煤质较为接近，实测#1、#2机组FGD出口SO2浓度分别为51mg/Nm3及76mg/Nm3。因此，定州电厂目前的脱硫设施可达到95%的脱硫设计效率，但尚不满足国华电力集团的绿色发电低于35mg/Nm3的SO2排放标准要求。

为贯彻神华集团提出的“1245”能源发展战略，国华公司于2015年02月《国华电力高品质绿色发电计划》（2015版国华电环[2015]1号），对2015年的绿色发电改造做出了具体的部署和要求，其中对地处京津冀腹地的定州电厂一期两台机组提出了更高的绿色发电改造要求，即：烟尘≤1mg/Nm3，SO2和氮氧化物达到燃机排放标准的一半（SO2≤17.5mg/Nm3，NOX≤50mg/Nm3）。

经过系列考察，基于对脱硫、除尘的环保要求，保证长期的环保需求，定州电厂最终确定采用单塔一体化脱硫除尘技术。

2 工程概况

图1 原有烟气系统示意图

定州电厂一期工程两台机组分别于2004年4月及9月投运发电。一期烟气脱硫工程由川崎公司供货。采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，吸收塔设置三层喷淋层，并设置增压风机及GGH。两套脱硫装置可处理#1、#2两台炉的全部烟气。原设计按照FGD入口SO2浓度为1576mg/Nm3（标态、干基、6%氧）时，脱硫效率95%设计。

原脱硫系统采用单塔处理一台600MW机组锅炉的烟气。待处理的烟气从吸收塔底部从下向上与喷淋的石灰石浆液逆向接触。吸收塔下部为反应池，反应池设有侧进式搅拌器或脉冲设备，以保持固体颗粒悬浮；在吸收塔的顶部设有两级除雾器，用来除去出口烟气中的雾珠，使离开吸收塔的脱硫烟气中含水量降低至75mg/Nm3以下；吸收塔设置3台浆液循环泵，以保证气液两相充分接触，提高SO2的吸收效率。设置2台氧化风机，1运1备，将空气送入反应池，将浆液中未氧化的HSO3-和SO32-氧化成SO42-，达到使浆液充分氧化的目的。设2台石膏浆液排出泵，1运1备，将氧化后生成的石膏从吸收塔排出，进入石膏脱水系统。

目前，定州电厂实际来煤与设计煤质较为接近，实测FGD出口SO2浓度如下：

因此，定州电厂目前的脱硫设施可达到95%的脱硫设计效率，但尚不满足国华电力集团的绿色发电低于

35mg/Nm3的SO2排放标准要求。

3 改造技术方案

烟气系统改造改造后，取消增压风机，相应的烟气阻力由两台50%容量引风机克服。原来的两台静叶可调轴流引风机更换为双级动叶调节轴流式引风机。

吸收塔后增加一台湿式电除尘器，吸收塔出口净烟气经湿式电除尘器除尘后进入“主烟道”，然后从烟囱排出。旁路挡板门及其配套系统全部拆除。

原有脱硫塔为折返塔，本次改造对吸收塔地改造内容简述如下：（1）拆除原吸收塔内件，包括隔板、喷淋层支撑梁、导流装置等；（2）拆除原入口、出口烟道并进行封堵；（3）在入口烟道与最低一层喷淋层之间增加旋汇耦合器（湍流器）一套，喷淋层四层、在最上顶层喷淋层上部增加管束式除尘装置一套等其他内件；（4）拆除原先塔内喷枪氧化方式，增加新的喷枪式氧化装置一套；（5）改造原吸收塔平台、爬梯及管口、人孔安装孔等；（6）拆除原有4台流量为8000m3/h的循环泵，设置4台流量为9000m3/h的循环泵，扬程为23.1/24.9/26.7/27.6m；（7）改造后吸收塔喷淋区直径为17.6m，浆池直径为17.6m，操作液位为7.0m；（8）本项目氧化空气系统采用喷枪式。拆除原有氧化风机，并将新的氧化风机布置在原有位置，即出口烟道下部。每台机组设置两台氧化风机，一运一备。氧化风机采用离心风机，风机流量Q=8250Nm3/h，扬程为76kPa；（9）拆除原有石膏排出泵，并将新泵布置在原有位置。每塔设置两台石膏排出泵，一运一备。石膏排出泵采用卧式离心泵，流量Q=170m3/h，扬程为65m。

4 改造技术特点

4.1 高效旋汇耦合脱硫除尘技术

引风机出口烟气进入吸收塔，经过高效旋汇耦合装置，利用流体动力学原理，形成强大的可控湍流空间，使气液固三相充分接触，提高传质效率，同时液气比比同类技术低30%，实现第一步的高效脱硫和除尘。

烟气与喷淋浆液旋转剧烈接触，浆液液面快速更新，传质和传热效果迅速，具有脱硫作用，同时烟气被浆液洗涤，具有除尘效果高脱硫、除尘效率。

经过湍流器后促使吸收塔内烟气均布，有效避免了空塔喷淋气流分布不均、喷淋层失效的问题。烟气快速降温，增强喷淋层的吸收效果。湍流塔液气比远低于空塔喷淋塔，虽然湍流器会增加阻力使引风机的电耗增加，由于浆液循环量大幅降低，脱硫系统综合电耗比空塔喷淋低8%～20%。

稳定性强，烟气进入吸收塔后，在湍流器中由层流变成湍流，气液固充分接触。烟气湍流上升，反而系统不易结垢。湍流塔更适合煤质硫含量宽泛波动的机组，保证脱硫效率，可靠性高。

4.2 高效节能喷淋技术

优化喷淋层结构，改变喷嘴布置方式，提高单层浆液覆盖率达到300%以上，增大化学吸收反应所需表面积，完成第二步的洗涤，烟气经高效旋汇耦合装置和高效节能喷淋装置2次洗涤反应，两次脱硫效率的叠加，可实现烟气中二氧化硫降低至35mg/Nm3以下。

设计了防壁流装置，避免气液短路。

4.3 离心管束式除尘技术

除雾器是依靠烟气中液滴的惯性作用和重力作用为工作原理。设计流速一般选定在3.5～5.5m/s之间。折返式除雾器的工作原理及运行流速决定了无法除去细小液滴，无法捕悉粒径小于15μm的细小液滴，即使多层屋脊式除雾器也实现不了出口尘浓度5mg/Nm3。而目前控制脱硫塔出口5mg/Nm3的尘排放浓度就是控制对细小粉尘和

经高效脱硫及初步除尘后的烟气向上经离心管束式除尘装置进一步完成高效除尘除雾过程，离心管束式除尘装置由分离器、增速器、导流环、汇流环及管束等构成。

烟气在一级分离器作用下使气流高速旋转，液滴在壁面形成一定厚度的动态液膜，烟气携带的细颗粒灰尘及液滴持续被液膜捕获吸收，连续旋转上升的烟气经增速器调整后再经二级分离器去除微细颗粒物及液滴。同时在增速器和分离器叶片表面形成较厚的液膜，会在高速气流的作用下发生“散水”现象，大量的大液滴从叶片表面被抛洒出来，穿过液滴层的细小液滴被捕获，大液滴变大后被筒壁液膜捕获吸收，实现对细小雾滴的脱除。最后经过汇流环排出，实现烟尘低于5mg/Nm3超净脱除。

由上面的图片可以看到单塔一体化脱硫除尘技术对微细颗粒物的捕集效果显著，对粉尘、酸雾、气溶胶、PM2.5等多污染物进行协同治理的能力高。

5 应用效果

改造后，经河北省环境监测中心站进行了性能测试，在各污染物治理设施正常运行的情况下，1号烟尘≤1mg/Nm3，SO2≤17.5mg/Nm3，达到了超净排放，这使1号机组成为京津冀区域内又一台实现“近零排放”的600兆瓦等级燃煤机组。

6 结语

湿法脱硫是我国的主流工艺，同时经过多年的运行，脱硫装置和设备损坏严重，可利用率低。多种因素的影响迫使电厂必须对原有脱硫装置进行增容改造，但是很多电厂却面临着改造工期短、改造现场空间有限、成本等很多客观条件的限制，所以选择一款烟气治理技术产品需要有长远的眼光，不能仅局限于当下的问题，还要充分地考虑这些都能很好地适应我国未来越来越严峻的环保趋势。而以单塔一体化脱硫除尘在定州电厂的成功应用，为目前主流燃煤机组的环保改造提供了一个新的选择。

参考文献

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中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0376-01

前言

机电一体化技术是近年来逐渐发展起来的一门技术，也是我国科学技术水平提高的重要表现，机电一体化技术在各个领域都有所应用，尤其是在机械工程领域上的应用更是广泛，使得工业生产由机械电气化逐渐变为机电一体化，取得了显著的进步。基于机电一体化技术在机械工程领域中的应用，使得机械工程无论是从技术上，还是从产品的结构和性能上来讲，都是有质的突变的。现如今机电一体化技术在各个国家都受到了很高的重视，在我国更是如此，现今人们已经发现了机电一体化技术的的重要作用，对人们的日常生活、众多领域的发展、乃至国家经济的发展和军事的发展都有一定的影响。为此本文针对当前机电一体化技术在机械工程上的应用情况进行了简单的介绍，对其发展趋势进行展望，希望能够使机电一体化技术在机械工程上能够被更好地应用，进而促进我国经济的发展和综合实力的增强。

1.应用背景知识介绍

1.1 机电一体化的定义

机电一体化技术主要就是采用电子控制系统将机械与电气一体化相结合，这一技术具有很多显著的优点，在机械工程领域中被广泛的应用，并且具有很好的发展趋势。相关人员一直在努力研究这一技术，希望能够将机电一体化技术更好地应用到机械工程领域中，为其发展带来一定的帮助。但是这一研究内容开展的前提条件是必须对机电一体化技术有明确的了解，这样才能够更好地开展相应的研究工作。首先就需要对机电一体化的应用背景知识进行简单的介绍，机电一体化具有明确的定义，就是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称，机电一体化技术就是将这一系统使用到某些领域的方法。机电一体化技术之所以取得显著的进步，在机械工程领域中被广泛应用与这一技术的本质是具有紧密的联系的。机电一体化技术并不是一项单一的技术，而是由机械技术、信息技术以及电子技术等多项技术结合到一起的复合型技术，具有很强的功能，在各个领域中都能够被应用。

1.2 机电一体化的特点

机电一体化还具有其显著的特点，那就是这是一项综合的技术，包括机械技术、电子技术、信息技术、软件编程技术等多项非常重要的技术，而且这些技术在相互配合发挥作用时也是具有其明显的优势的。一般某一项技术在被应用时都是结合实际的情况发挥单一的作用，而机电一体化技术则会根据想要到达的不同的完成目标而对系统进行优化，其中所包含的各项技术会相互配合完成指定的工作，不需要很多的技术分别工作就能够完成不同产品的生产工作。机电一体化技术的这一特点使其不断处于发展状态中，并且在机械工程领域的应用过程中也是明显体现出了优势，具有多功能、高质量、低能耗等一系列的优点，具有很高的应用价值，在机械工程领域中自然得到了很高的重视。

1.3 机电一体化技术在机械工程上的应用

之前一直在介绍机电一体化技术的定义和所具备的特点和优势，在机械工程上被广泛的应用，为这一领域的发展也带来了很大的帮助，为此需要对机电一体化技术在机械工程上的应用情况进行具体的价绍，这样能够更加清晰地体现出机电一体化技术的研究与使用的价值。首先，机械工程的工作状态是非常复杂的，组成结构较多，任何一个环节出现问题都会对整个工程的质量造成严重的影响，而且对其进行维修也需要大量的费用，会增加成本，而机电一体化技术能够运用到电子监控中，及时发现所存在的一些问题，并且对其进行解决，为工程质量的保障提供了巨大的帮助，也能为其减少很大一部分维修的费用，这是其应用的方面之一。除此之外，机电一体化技术还能够用于电子节能控制器的研究中，将利用机电一体化技术研制出的点子节能控制器用于机械工程中，能够发挥节能的作用，既节约了资源，减少了机器的磨损状况，同时还能够提高工作效率，具有非常重要的意义。除了这些以外，机电一体化技术还能够被应用到机械工程上的很多方面中，为机械工程的发展带来帮助。

2.机电一体化在机械工程上的发展趋势

2.1 发展的微机化

了解了机电一体化技术的基本内容和在机械工程上的应用情况，可以知道机电一体化技术是具有很高的研究价值和使用价值的，在机械工程上也具有很好的发展趋势，所以需要了解这些趋势，对机电一体化技术在机械工程领域上被更好地应用具有很大的帮助。机电一体化具有一个非常明显的发展趋势，那就是微机化，将微机械技术、微电子技术和软件技术相互结合，微机化的机电一体化技术所生产出的产品体积小，使用起来比较灵活，能够被应用到更多的领域中去，而且所需要的能量也是相对较少的，具有节能高效的作用。

2.2 发展的绿色化

绿色发展是如今很多领域发展过程中都在倡导的主题，也是社会发展的需求，经济的发展使得人们的生活水平得以提高，导致与此同时环境却遭到了严重的破坏，在这一时展的大背景下，机电一体化的产品必须具有绿色化的特点，这是其主要的发展趋势。机电一体化产品的绿色化指的就是产品的生产过程中对环境不造成污染，资源不造成浪费，当产品使用过后能够进行回收处理，最大限度地节省资源、保护环境。这也是国家目前所倡导的，机电一体化技术在机械工程中的应用也非常符合我国的国情以及国家相关政策的倡导，所以具有很好的发展趋势。

2.3 发展的智能化

机电一体化技术与其他机械方面的技术相比有一个非常大的差别，也是其具有的独特的优势，那就是具有智能化的特点。机电一体化技术所生产出的产品能够模拟人类智能，基础是控制系统，还能够辅以心理学、生理学等多方面人的特点，模拟人的思想和做事的方法，生产出智能产品，代替人去完成一系列的工作，最终实现机器代替人完成劳动生产活动的任务。这是机电一体化在机械工程中的一个发展趋势，也是相关研究人员一直在努力研究的一项内容，通过国内外机电一体化技术在机械工程中的应用情况可以推测出这一发展趋势是非常有可能得以实现的。

3.结语

通过本文的简单介绍，可以对机电一体化这一现如今受到广泛使用的技术有一个大致的了解，这一技术是众多科学技术共同发展所取得的成果，在机械工程中具有非常重要的作用。本文对机电一体化技术在机械工程中的应用情况以及发展趋势都进行了相应的介绍，机械工程领域的发展离不开机电一体化技术，所以要清楚其发展趋势，对这一技术在机械工程中的应用进行优化，促进机械工程的快速发展，同时对我国的经济发展和技术水平的提高都具有非常显著的帮助。

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第一章 绪论

1.1概述

进入80年代以来，关于机电一体化技术的研究和应用已成为全球性的课题，可以说，从军事到经济、从生产到生活、从简单的日用消费品生产到复杂的社会生产和管理系统.机电一体化技术几乎达到无所不在、无孔不入的地步。然而，“什么是机电一体化？”，‘呼机电一体化技术都包括那些特征？”，“机电一体化技术在各应用领域中的发展状况如何？”等问题却很难令人回答，这一方面是因为机电一体化技术的研究不断向深度持续发展，所采用的技术手段越来越先进，无法通过定义来界定其发展潜力；另一方面是因为机电一体化技术的应用领域不断向户度持续发展，也无法通过定义来界定其应用范围。

第二章机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

2.1数字化。微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

2.2智能化。即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

2.3模块化。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

2.4网络化。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

2.5？人性化。机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

第三章 机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：

3.1智能化控制技术（IC）。由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢―――连铸―――轧钢综合调度系统、冷连轧等。

3.2分布式控制系统（DCS）。分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

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1 机电一体化的概念

人类从使用简单工具到现代的机器发生了巨大的变化。特别是计算机控制技术出现以后，传统机械又有了一个飞跃。

机器应该是机械和电器的合成。传统的机械工程和自动控制工程从专业学习到工程设计应该一体化。目前，关于机电一体化的定义与概念，许多书籍都是根据国外书籍的定义和概念而引用。对于国外的概念基本强调机器人跟数控机床的概念。虽然，机器人和数控机床是机电一体化中具有一定代表性的产品，但绝非是机电一体化的全部内容，机械的内容很多：化工机械、轻工机械、重工机械、纺织机械等。机电一体化强调的是机械产品的自动化和智能化的问题。

2 机电一体化的基础知识

机电一体化涉及的知识还是比较广泛的。在机电一体化设计中常常会涉及到机械做功，液体压力做功等理论力学和材料力学的相关知识。对于机械零件还涉及到机械零件的加工方法一些工艺性问题。尤为重要的是数控加工技术。零件的加工精度、材料的选择都是需要学习的。一些机械零件例如：轴和轴承、齿轮、凸轮、链条、链轮等可以说是机电一体化设备中应用极广泛的一类机械零件。对于零件的学习使是我们应具备的基础。还有自动控制和人工控制的内容，电路电器的基本知识。

3 传感器

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息按一定的规律变换成为电信号或其他所需的形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器大致可分为物理传感器和化学传感器两大类。在机电一体化中起着至关重要的作用。常见的传感器有：压力传感器、位移传感器、位置传感器、温度传感器、湿度传感器、气敏传感器等等。

4 绦凶爸

所谓执行装，就是把从电源、液压、气压等动力源获得的能量变换成旋转运动或者直线运动的一种装置。执行装置主要由执行元件、传动原件等构成。主要的执行装置有如下几种：步进电机装置、伺服电机装置、普通电机装置、液压油缸装置、液压马达装置、气压装置、气动马达装置。这些机械装置是控制系统的控制对象，也叫控制系统的执行装置。普通电机装置也是控制系统的控制对象，如采用变频器可以控制转速，PLC也可以控制转速和角位移。普通电机采用控制器的控制精度和效率没有步进电机和伺服电机高，但是在一些控制要求不太高的机电一体化设备中，目前应用还是比较广泛的，毕竟普通电机价格比步进电机和伺服电机低得多。

5 计算机控

机械设备的控制系统从最初的的强电控制到现在的计算机控制，经历了如下过程：简单的开关控制――继电器控制――单片机控制――单板机控制――PLC控制――PC控制。事实上，到现在为止机械设备的控制系统无论从简单的开关控制，继电器控制到复杂的单片机控制、单板机控制、PLC控制、PC控制都有它们的使用价值。随着时间的发展，使用的比例肯定会按上述顺序，前面的越来越少，后面的越来越多。目前来看单片机控制、PLC控制系统在机电一体化应用领域的数量上应该是最多的。

数控技术是指用数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是为止、角度、速度、等机械量和开关量，以及温度、流量、压力等物理量。数控技术和计算机控制技术是相互关联的。数控技术的特点：精度高、速度快、可靠性高。

6 机电一体化的设计方法

机电一体化设计类型可分为：

根据受控对象的不同，进行机电一体化设计；

改进型机电一体化设计；

创造发明性机电一体化设计；

不同的机电一体化设计类型，也有不同的设计方法。所谓根据受控对象的不同进行机电一体化设计，也就是不同行业有不同的受控对象。比如数控机床、包装机械一类的受控对象基本上是机械动作；在化工机械中，处理机械动作外还有对温度、流量、压力、配比等物理量的控制；也有将化学量作为受控对象的，如土壤分析仪对土壤酸碱度、钙、镁、磷的分析等。当然受控对象最多的还是机械动作问题。

改进型机电一体化设计是应用非常广泛的一类设计。比如，我国数控机场普及度不高的现状的主要原因一方面是数控机床的售价太贵，对于许多企业来说很难承担这笔开支的。所以对现有机床进行数控化改造，提高现有机床的生产效率和质量、节约成本等起到很好的效果。

在机电一体化设计中，我们主要考虑3部分的设计：机械部分、控制部分、传感器部分。事实上，为了简化问题，机电一体化的设计思路完全可以从两部分来考虑。即机械部分和控制部分，因为传感器完全可以在控制部分中一起考虑。机电一体化设计发展到今天，机械部分的设计仍然是这三部分中最重要的部分。过去在机电一体化设计的学习和实际工作中存在一种错误的认识和看法：认为机械设计直观简单，技术含量没有控制部分高。这是一种本末倒置的认识。

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所以，将创新定义为与众不同的、新颖的技术和产品是不够的，或者说仅仅提供了必要条件，缺乏充分条件。只有将与众不同的、新颖的创新技术和产品转化为商业及社会成果，实现市场的认可和企业的盈利才具有真正的价值。

创新应具备三个条件：独特和新颖；一定的市场容量；一定的盈利能力。

创新的不同特点

当前讨论创新比较宽泛，共性论题多，也比较容易形成共识。但对不同领域、不同行业、不同产品等个性化的问题却少有论述，或者探讨不够深入，因此也较少形成个性化问题的解决。

而创新恰恰是个性化的，虽然创新的共性规律放之四海皆准，可一旦形成教条和规定，则共性规律不但不能对局部的、具体的创新问题给予指导，反而会形成误导，使得创新投入方向出现偏差，许多创新难以出成果。常识告诉我们：方向错误，投入越大，距离成功越远，损失也越大。

不同领域、不同行业、不同产品具有不同的创新特点和规律。消费产品创新远区别于工业产品；传统产品创新不同于现代产品；大批量工业产品不同于小批量产品；开放式系统产品不同于封闭式系统产品，比如机械产品创新不同于医药产品；重工机械产品创新不同于机电一体化产品。凡此种种，不一而足。只有根据不同领域、不同行业、不同产品的特点，找出独特的创新规律，制定相应的创新系统和机制，才能使得产品创新方向正确、投入适当、周期缩短、市场效益明显。

创新是企业战略和策略的互动能力体现

许多企业将创新当作应急事务管理，只有当企业产品卖不出去，市场不良反应强烈时才考虑创新，创新成了解决眼前问题的手段或策略。

事实上，创新首先是企业的长期战略，而且是最重要的战略。创新不仅是产品创新，更是企业的管理创新，只有企业具备了管理创新机制，产品创新才具有流畅的流程和制度，才可能成为企业自然而然的正常行为，不至于成为企业的应急手段及救火似的短期行为。从这个角度讲，管理创新是企业的战略，而产品创新是战略指导下的策略，二者是一种互动行为，互动效果既是单独行为的能力体现，更是整体能力的体现和检验。

基于企业的自主创新

对国家而言，鼓励创新、推动创新，并斥巨资于一切有益于创新的行为及产品，当然十分有必要，但国家的创新是由各种社会组织的创新集成的，国家不可能也不应该越俎代庖，承担具体的创新项目和任务。所以，社会组织的创新成果直接反映了国家的创新成就。

对社会组织及企业而言，创新不仅是对国家创新成就的贡献，更是自身的生存和发展的直接需要。国家将创新的重点落到企业无疑是一个英明的战略转移和定位，这一战略决策必将对我国创新乃至经济发展产生巨大影响。但由于科研与企业长期有不同程度的脱节，这一转移并不能保证企业产品创新和国家创新能力得到合理的回报，因为科研院所的创新和企业的创新有较大不同，如果仅仅是一种平移，那么有较大可能使得创新投入和产出效益打折扣，因为企业始终要考虑市场、客户。产品创新成果只能由市场和客户来检验，离开了市场和客户，任何创新都是不完善的，即使是为未来所做的创新，仍然要为未来的市场和客户负责。

也许对科研院所和高校而言，基础研究和创新的内涵和外延有另外的意义，但基于企业的产品创新只有市场和客户的评价这个唯一标准。

基于机电一体化产品的创新

正如前边所提及的，不同领域、不同行业、不同产品的创新具有不同的特点，机电一体化产品作为一种装备机械产品，其创新特征还是比较明显的，这种特征既是其产品特点本身决定的，也是横向与世界相关产品比较带来的。

目前“机电一体化”的定义各有表述，较为普遍的定义由“日本机械振兴协会”经济研究所提出，即“机电一体化是在机械功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。”

随着科学技术水平的高速发展，产业之间和学科之间的交叉与渗透日益加剧，现在已很难对一个行业、产业及产品进行清晰的界定及分类。作为装备制造业的一个十分重要的分支，机电一体化技术发展已经进入“智能化”阶段。除了机电一体化定义的内涵产生变化以外，其外延及范围已经大大扩展，在工业领域和日常生活中，机电一体化产品已经无法与我们分离。

这一类机电一体化产品的重要特征是机械动作的精度及准确性、各种动作的协调性、机械机构及功能的可靠性、机构及产品的寿命长期性。在当今强调效率的经济社会中，高速度已逐渐成为许多机电一体化产品最重要的功能指标之一，其他的功能要求，即使是十分重要的要求，也成为了高速度的派生要求。高速度已成为许多机电一体化产品档次、能级的分水岭和界限。

按照机电一体化的定义，如果将计算机、执行元件、动力源、传感器、机构作为机电一体化系统的五大要素，那么与其相对应的五大功能是控制、操作、动力、检测、构造。

在这五大功能中，构造是其主功能，即机械动作是实现产品系统功能和作用的主要目的，其他功能是为机械动作提供驱动、检测、控制支持。由于其机械动作是清晰可视的，不管其机械动作有多少、机械机构多复杂、机械速度有多高，所以，机电一体化产品的工作是在一个透明的、开放的环境下进行。

在当今的技术条件下，如果机械机构及动作无法封闭，那么为实现机械动作的驱动、检测、控制技术及产品也将处于透明、开放的位置。这是机电一体化产品的重要特点，也是机电一体化产品与医药、IT等产品的区别所在。

尽管机电一体化技术和产品的发展日新月异，也代表了当今世界科学与技术的发展潮流与趋势。但作为集机、电、光、声、气、液等技术为一身的机电一体化产品本身，特别是对机电一体化产品设计与制造企业而言，机电一体化技术和产品一直处于一个高度透明、开放的环境之下，所以，从这个角度而言，机电一体化产品是一个开放系统。

正因为机电一体化产品是一个开放系统，所以机电一体化产品的技术创新是一把“双刃剑”。开发风险与收益的矛盾愈发突出。应该注意的问题是：1.防御层面：开发投入适当；开发速度要快；产权保护要重视；风险共担等。2.进攻层面：紧密跟踪；模仿创新；知识产权回避；差异化创新等。

开放系统的优劣势和“双刃剑”。模仿将会持续较长时间，除技术的透明度较高这一特点外，国家对知识产权的保护意识、思路、政策及法规的制定与落实起着决定性作用，在上述问题尚未明朗之前，企业的投入收益比较低、收益期较短，所以积极性必将受挫，走捷径已成为企业有意或者无意、无奈的选择。作为以赢利为最主要目标的企业，以较小的投入获得最大的收益本是常理，模仿更成为不二选择。

对企业而言，创新资金有限，将有限的资金合理地分配到企业具体的创新项目之中变得十分重要，否则，企业极有可能因投入得不到回报而影响到企业发展，甚至导致企业陷入困境而不能自拔。

另外，机电一体化产品的特点也决定了其创新必然是继承性的、渐进性的和集成性的。其创新往往体现在自动控制部分，而自动控制部分具有较强的专业分工，对机电一体化产品企业而言，没有实力专攻自动控制技术，事实上国内外几乎所有企业的自动控制技术均是集成的，这是一个社会化合理分工与合作的典型例证。

机电一体化产品制造企业应专术机械部分的创新与研发、改进。机械机构发展至今，已经基本成熟，进行革命性的创新几乎没有空间和必要。所以，对机械部分开展持续性的改进和完善成为机电一体化产品研发和创新的主体和主要内容。可以说，企业之间的竞争和较量已经集中在机械部分的可靠性、稳定性以及与之相匹配的精度和速度上。在这里，产品质量已经成为产品整体实力的最大权重因素，产品质量是决定产品创新成功与否的最关键部分。

创新成功的前提条件

许多产品创新评价较高，其独特和新颖性、市场和客户认可度、产品的毛利率均较高，但往往不成功。这一问题的症结主要在两方面：第一是产品质量水平一直上不去，其零件、部件的加工质量和装配质量处于较低层次，当中、低端产品要求偏低时，如精度、速度不高时，产品尚能满足要求，一旦产品更上一个层次，其创新水平要求更高时，如高端领域产品，产品质量低下的问题便暴露出来，而且短期内又较难形成质量突破，因此严重影响了产品创新目标的实现；第二是市场开拓不力，好产品（技术好、质量也好）卖不出去或无法形成销售规模，造成“墙内开花，墙外不香”的尴尬局面。

这种现象国内外均比比皆是，这不仅使得新产品开发投入泡汤，更严重的是丢掉了市场机会。如果企业不能正视问题，对问题进行深入剖析，还会沉重打击创新者的积极性，迫使创新者放弃积极的设想和创新热情，以一种保守的心态和行为进行产品开发，长此以往，企业的创新氛围逐渐恶化，形成了系统性的保守制度及文化，给企业发展带来致命影响。

当前印后装订机械产品创新的基点和重点

1.对产品进行清晰定位

开发新产品是十分有必要的，但明确企业发展战略，对产品进行重新定位，整合企业有效资源更有必要。不是低端产品都必须放弃的；不是高端产品都必然要进入的；不是市场上盈利产品都必须做的；不是今天开发的产品今天要盈利的；不是别人的产品盈利你也会盈利的；不是不盈利的产品都应该放弃的。这些问题需要我们一直反复思考。

比如，圆盘包本机属低端产品，但企业还是要全力推动；高速骑马订联动线或许我们暂时没能力做好，但它应该成为重要的盈利产品。

如果不能对市场、产品、技术、能力等问题有清醒的认识，对企业及产品有明晰的定位，那么，今天的盈利产品明天会变得亏损；暂时亏损的好产品会草率放弃；技术含量高的产品会一直不盈利。公司会陷于“高端上不去，低端下不来，中端守不住”的尴尬局面。

2.坚持持续开发改进的创新原则

对于印后装订机械产品，创新的特殊性要倍加注意。首先，要明白全新的产品不存在，任何所谓创新产品，都是在原来成熟产品上的改进与革新、提高与完善。其次，极端的多品种、少批量特性决定了新产品的开发成本较高，特别是改动较大产品，在每年销售数量极少的情况下，较多地开发新产品必然给创新带来更大的风险；另外，根据客户真实需求，对开发成功的产品进行持续改进，不仅会给客户带来更高的价值，而且也会大大减少开发成本和风险，为公司带来稳定且长期的收益。

比如，许多企业已经在胶订联动线产品上获得成功，得到较高收益，在此基础上应该持续改进，即使是开发新的产品，仍然是在原有基础上的提升和完善，保持产品的优势、特色，其继承性是显而易见的。

3.优良的质量是创新的基本保障

许多创新产品不成功，不一定是产品技术的原因，比如技术落后，设计缺陷、标准不清等。许多技术特别是高端技术思路、技术设想、技术目标无法实现的原因是材料质量、零件质量、工艺质量、装配质量等单体或综合质量不达标。实践证明：产品质量问题是产品开发不成功的最主要问题。

所以，狠抓质量，持续进行质量改进，是保证产品创新成功的关键因素，这与“持续开发改进的创新原则”是一致的。否则，即使拥有当今世界最先进的技术，产品的技术档次也难以提升上去。从某种意义上讲，优良的产品质量的重要性应高于产品创新本身。

当前众多企业开发的全自动锁线机、新型胶订联动线等产品，对产品质量的要求更高、更严，产品开发成功与否的关键无疑是可靠的产品质量。这一要求不仅适用于高端产品的创新，而且也适用于所有产品的经营。

4.抢占技术制高点是创新的恒定目标

不管产品与技术如何创新，其核心内容都必须体现当今先进技术，产品技术改进和完善亦然。

篇7

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0062-03

在机电一体化的发展过程中，传感检测技术扮演着重要的角色，一方面是实现机电系统的自动控制；另一方面也是自动调节的关键技术，在一定程度上讲，对于机电自动化系统质量的提升，产生了重要的影响。对于一个自动化系统，要保证整个系统的正常工作，就需要应用传感检测技术对系统的各个方面的参数进行相关检查。因此，本文对有关机电传感检测技术进行探讨，具有十分重要的现实意义，不足之处，敬请指正。

1 传感器与机电一体化的介绍及联系

1.1 传感器

传感器是机器在工作过程中，通过按照固定规律将一种量转换成同种或者不同种量值并且传输出去的工具。传感器与我们人的器官有相同之处，同时在人类的器官之上进行了延伸，具有更多的优点。在如今信息化日益发达的社会里，人们常常应用传感器对许多信息参数进行检测，例如力、压力、温度、湿度、流量、速度、生物量等等。以完成人类无法完成的许多问题，促进人类的生产力的发展。

1.2 机电一体化

对于机电一体化的定义，国际上之前有很多种说法，但是被国际上首次承认的关于机电一体化的定义是来自日本机械振兴协会经济研究所的。他们给出的机电一体化定义为：“机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机融合而成的系统总称。”从以上的定义可以看出，机电一体化技术对于诸如机械制造技术、人工智能技术、微电子技术、测试技术等很多方面都有涉及。

1.3 传感器与机电一体化之间的关系

在机电一体化的过程中，传感器技术扮演着十分重要的作用。传感器技术对于机电一体化系统正常运行的控制至关重要，同时还能为机电一体化在不同程度上传输运行相关的信息。传感器在机电一体化的具体操作中，主要对系统本身、作业环境与操作对象等进行检测。由此可知，为了提升机电一体化系统的工作效率，除克服外部环境与系统自身的影响外，还要保证快速获得运行所需信息。因此，想要完成机电一体化的工作效率高水平运作，对于能够完成信息的快速、精准处理的传感器技术是不可缺少的。在一定程度上，机电一体化水平对自动化水平的提高有着巨大的推动作用，而传感器检测技术发展水平高度对机电一体化技术中的自动功能又起到了关键的作用。由此可知，掌握越高的传感器技术，就会拥有越高的自动化水平。

2 机电传感检测技术的应用

2.1 传感检测技术在机器人中的应用

在科技快速发展的今天，作为自动化产物的代表――机器人，在传感器技术的加入，使其在自动化方面得到了很大的突破。从而使机器人能够在工作中保持高自动化程度，操作快速准确，成功率高。在机器人运作时，传感器检测探知机器人自身以及操作对象的实时状态，通过分析后对位置、速度、加速度等信息处理。

2.2 传感检测技术在机械加工中的应用

2.2.1 传感检测技术在切削过程中的应用。传感器在切削过程中主要起到检测金属切割、切削过程效率的提高以及加工成本控制的作用。传感器通过对相关参数进行检测，然后对切削中的切削力以及振动的实时变化做到有效的识别及反应，相关参数例如切削过程中的电机功率、切削力以及切削振动等。

2.2.2 传感检测技术在机床运行过程中的应用。传感器在机床运行中主要通过对驱动系统、回转系统、轴承及温度和安全性的监测与控制等实时追踪检测，检测结果的主要体现参数有机床运行参数、故障时间参数、液流量参数、加工精准度参数以及工件粗糙度参数等。

2.2.3 传感检测技术在工件加工过程中的应用。在工程和研究中，传感器最初的、最广泛的应用是对工件加工过程中的检测。最初传感检测技术只对工件加工的质量进行检测控制，到20世纪80年代，传感检测技术才在工件的安装位置与识别上应用。即检测工件与被加工件是否同一，检测工件的安装位置与实际要求是否一致，对于这些识别与检测功能，我国现今仍不能完成得很好，因此我们在这方面仍需加大研究力度。

2.2.4 传感检测技术在砂轮上的应用。对工件的加工，主要是切削和磨削两种方法。磨削的主要工具是砂轮，砂轮工作一定时间后，磨损加剧，甚至会出现破损的情况，这样在磨削过程中就不能保证加工质量和精度，甚至不能保证工件的完整，即砂轮失效。出现砂轮失效主要是机床出现故障不能在第一时间被解决，这样不仅不能保证工件的质量精度，严重的还会发生危险事故，危害生命安全，因此对机床故障第一时间检测出来十分重要，这恰是传感检测技术需要完成的功能。

2.3 传感检测技术在汽车行业中的应用

近几年，汽车行业在中国得到了前所未有的发展，相比于传统汽车，现代汽车的电气系统和装置是发展最快、最大的。而在这里面传感器拥有主导地位，在电子控制系统和装置上，基本每一辆现代汽车上都装了很多的传感器，如汽车安全气囊装置、ABS、安全报警装置、驱动防滑系统以及各种娱乐设备等。由于传感器的加入，使现代汽车在驾驶性能、安全性能、舒适性能以及娱乐性能等都得到了前所未有的提升。同时，现代汽车的控制系统也由全自动化控制的方式代替了原来的机械式控制方式。

2.4 传感检测技术在数控机床上的应用

利用数字信号控制机床工作的数控技术就是数控机床的工作过程。具体的说，就是通过数字信号的方式将机床刀具的运行轨迹记录下来，通过处理系统处理数字信号，然后发出指令信号，控制机床刀具与加工工件做相对运动，从而完成加工过程。在数控加工的整个过程中，就是通过传感器检测技术对加工过程进行实时检测的。

3 传感检测技术的发展方向

之前我们对传感器检测技术的研究主要是不断地提高检测的精度、可靠性和灵敏度，提高传感器的性价比，缩小体积同时加大检测范围等等。今后，我们还需要寻找新方向，继续探求传感检测技术的新发展。

3.1 研究新型传感器

3.1.1 研究传感器的新材料。在研究新型传感器过程中加入新型材料，如人工皮肤传感器、压电传感器等等。未来正在研究的新型材料还有精细陶瓷、非晶半导体以及形状记忆合金等都将对传感检测技术起到巨大的推动作用。

3.1.2 研究传感器的新加工技术。随着传感器的发展，传感器的体积越来越小，所以研究新加工技术对于传感器的发展至关重要，如光刻、扩散还有各项异性腐蚀等新技术。

3.1.3 研究传感器的新原理。近年来出现的一项比较突出的新技术，利用光导纤维的性能制造传感器，其对于体积减小和可靠性提高的光测系统很有效果。现在还有红外探测器、约瑟夫效应传感器以及磁敏传感器等新型传感器。

3.2 研究智能化的传感检测技术

传感检测技术正在向智能化方向迅速发展，能够自动协调工作的智能化仪表将传感检测技术的智能化提到了一个更高的水平。

3.3 研究传感器的复合功能

这种复合传感器具有同时检测多种物理参量的复合检测功能，像力、力矩复合传感器、视听复合传感器等，这类复合传感器将多种信息融合，对机电一体化系统起到了巨大的推进作用。

4 结语

未来，随着电子信息技术以及数据分析算法的继续向

前发展，传感器的发展一定会向智能化、系统化的方向发展。虽然目前我国在研制传感器和传感检测技术的应用上已取得了一定的成就，但与外国相比，仍然有很大的差距。因此，我们应努力加大传感检测技术的研究，加强对未来传感检测技术的发展方向的把握，我们必将取得巨大的发展。

参考文献

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中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）26-01-01

引言

机电一体化技术一般指的是电子、机械和信息技术结合的一种新型技术，最早在上世纪70年代在西方被提出来，其本质是机械技术通过运用信息化技术不和电子技术而达到效能最优的状态。而目目前机电一体化的建模与方式技术是最新的研究热点，本文针对这个热点展开探究。

一、机电一体化技术概述

第一，我国机电一体化技术的发展与现状。我国机电一体化技术大体经历了自发初级阶段、蓬勃发展阶段和智能化发展新阶段等三个阶段。初级阶段机械产品只是通过简单的电子技术进行了产品优化，到了发展阶段则利用了当时兴起的计算机、通信和控制技术，机电结合更为灵活，到了智能发展阶段，机电一体化技术更多地吸收了激光、模糊、信息和神经网络技术等其他学科成果，逐渐形成独立的技术体系。第二，机电一体化的相关技术。机电一体化主要涉及机械技术、检测与传感器技术、信息处理技术、伺服驱动技术、接口技术、监控与诊断技术、柔性制造系统技术等技术。第三，机电一体化技术的发展趋势。目前机电一体化主要朝着智能化、集成模块化、光机电一体化、信息网络化、系统化技术方向发展，朝着技术产品能功能多样、效率优化、智能运行、稳定性强的理念发展，力求让技术产品向轻盈、超薄、细微、小巧等时尚化方向发展。

二、虚拟原型技术与机电一体化

（一）虚拟原型技术

该技术是在CAX技术、DFX技术、物理样机设计技术的基础上发展起来的，并且在发展过程中吸收了信息技术、仿真技术和先进制造技术，让机电产品的设计智能化和灵巧化，生产效率高效而稳定，最终让产品开发形成一套从设计到仿真，从分析到复杂的系统化开发体系。1，基本原理。该技术以CAX技术为基本技术基础，和以前的串行设计技术比起来，该技术实现了多功能系统的集成化结合。人们可以通过该虚拟模型技术建立机械模型，通过仿真环境得到真实实验参数，并依据实验参数对产品进一步优化，降低开发成本，缩短周期，提升竞争力。2，系统结构。该技术通常以某种可以输入多种产品参数的三维实体数字化模型结构的形式出现，该模型是可变的，动态的，人们可以依据开发和设计需要不断输入新的参数，并得到新的模型结构，根据模型结构来优化产品设计。3，技术优势。该技术具有能全面反映实验产品的初始信息、为整个产品的开发过程提供模型支撑等优势，该技术的运用为制造业的发展注入了新的活力。4，关键技术及发展应用。虚拟原型技术的关键技术主要有系统总体技术、支撑环境技术、虚拟现实技术、协同仿真技术、一体化建模、过程管理技术、模型技术等多方面的技术，作为一门融合了多个学科技术的新型综合技术体系，其发展前景十分广阔。

（二）虚拟原型技术与机电一体化

虚拟原型技术是一种新型的以多领域仿真技术、先进建模技术、信息管理技术以及交互式用户界面技术为基础的综合性技术体系，与传统的机电产品开发设计和生产技术相比起来，其原理和实际运行效率都有很大的几部。因此，如果能将虚拟原型技术有机地融入到机电产品的设计和开发中，将会有效促进机电产品开发效率的提高，并且进一步发展机电一体化技术。虚拟原型技术与机电一体化技术是相互促进的关系，虚拟原型技术最终将会促进机电一体化产品设计的高效和智能化发展，而机电产品技术的发展在解决生产难题的过程中，客观上又会带动虚拟原型技术的发展。下面本文将进一步阐释这种相辅相成的关系。

三、基于虚拟原型机电一体化的控制仿真设计

第一，概述。以虚拟原型是机电一体化产品的基础，虚拟原型技术对机电产品开发设计、电气、控制等各方面的的数据模拟和测试都起到缩短周期、提高研发效率和节约开发成本的作用。联合仿真设计主要由三个部分组成：首先是机械模型的建构，其次是LabVIEW软件同机械模型与有机融合；最后是协同仿真的过程，机电产品实现综合评定和性能测试。第二，机械特性的仿真设计。机械特性仿真设计主要包括对机械的零部件特性、机械结构、机械动力状态、机械运行状态等仿真设计的分析。对机械零部件和结构的特性分析主要采用有限元分析。有效元分析主要通过Solidworks Simulation网络软件机械零件和机构力学的模拟分析，一般要分析机械材料的强度、应力和安全性能，为机电产品的结构的尺寸、材料搭配以及传动系型号选择提供模拟参数的参考；SolidWorks 与LabVIEW软件的结合为机械动力学提供仿真设计环境，该软件对力的运动各种元素进行分析研究，提供准确的机械性能和动力分析参数；机械运动的仿真设计为机电产品的运动参数、碰撞侦测参数和运动轨设计参数等提供科学的参数分析，为机电产品的机械结构和零部件的几何数据确定等提供支持。

第三，机械动力学仿真设计。机械动力学仿真设计一般指的是指在运动条件下给机电产品的部分零件，在不同的引力、压力和力矩条件下得出机械运动的性能参数，该仿真设计一般需要SolidWorks软件的支持。仿真设计所提供的模型能够对产品在运动条件下进行各部分参数的测试，并最后通过仿真参数进行控制变量分析，最后得出机电产品的在现实运行状态各部分零件和机构性能的表现；并且依据系能表现，对机电产品中机械结构和零部件几何参数进一步进行优化设计，直至模拟的运动条件下机电产品各部分指标能达到预期。

第四，机械运动仿真设计。一般来机械运动仿真设计主要是逼真模拟机电产品在运动状态下的各部分性能的表现状况。高度仿真模拟可借助于SolidWorks提供的动画仿真环境实现。在动画仿真模拟环境中，工程师可以依据其动画表现进行性能参数测试，另一方面也便于生产方向客户展示其良好的运行性能。SolidWorks软件可以提供动画模拟仿真、基本运动模拟仿真、Motion模拟仿真。动画模拟仿真主要是展现机电装配体的运动性能，操作人员可以通过添加马达插件，然后定义软件驱动装配体的各个零部件运动。基本运动模拟仿真与动画模拟仿真略有区别，它是通过对机电装配体上增添马达插件并定义运动，定义其中的引力和弹簧等基本物理参数来测试装配体运动性能。Motio运动仿真主要通过SolidWorks Motion 插件来实现，该仿真形式主要对装配的零件和结构进行在力、阻力以及摩擦力等力的作用下所表现的性能状况测试，测试相对更为精确。

四、结语

机电一体化技术是机械、电子和信息技术的有机结合，是一门不断在融合新兴的计算机技术、智能技术、生物技术和网络技术的独立的综合性技术体系，而虚拟原型技术有利于降低机电产品开发的周期和成本，提高机电产品设计和生产的效益，虚拟原型技术的建模与仿真技术能通过虚拟数字模型的建立来代替真实的产品测试工作，提高产品开发的效率，缩短周期并节约成本，机电一体化技术在不断利用现代技术的基础上将进一步发展。

参考文献

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现代科学技术的发展，使得单纯的单一学科应用已远远无法满足人类社会的生产生活需要。各学科相互渗透，相互促进，为新的技术改革，知识创新提供契机。机电一体化技术就是在这样的背景下发展而成的。

一、机电一体化技术简介

机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成的。最早提出这一概念的是1971年日本杂志《机械设计》一书的副刊。时至今日，机电一体化这一概念已经广泛的被接受和应用。

机电一体化技术并不是单纯的机械学与电气或电子学的结合，而是在上述两种技术的基础上融合了信息技术，传感器技术，自动控制技术，计算机技术，接口技术，信号变换技术以及软件工程技术等多种科学技术，并不断发展，广泛应用的一门新兴科学技术。

二、机电一体化技术的发展状况

（一）、世界范围内的发展

20世纪60年代以前为初级阶段。这一时期，人们在生产生活中并没有刻意的将机械学与电子学技术结合起来，而是不知不觉的利用电子技术的成果来完善机械产品的性能，这便出现了最早期的机电一体化技术。期间发生的第二次世界大战，促使了机械技术与其他技术的融合。战后，这些技术由军用逐渐应用至民用范围，但并没有提出机电一体化这一概念，没有将多技术的结合推广。

20世纪70到80年代是这一技术蓬勃发展的时期。由于计算机技术的出现和迅速发展，大规模的集成电路和微型计算机开始出现，这位机电一体化技术的发展奠定了坚实的基础。正是在这一阶段，Mechatronics一词被提出并逐渐被认可，机电产品大量涌现，世界各国逐渐对这项技术给予大力支持。

20世纪90年代开始，机电一体化技术进入新的阶段。这一时期，通信技术、光学技术以及微细加工技术与机电一体化技术逐渐结合，出现了微机电一体化和光机电一体化的分支。同时，机电一体化技术本身的研究日益成熟，对机电一体化技术的建模研究、分析和集成方法以及机电一体化的整个科学体系的研究，使机电一体化技术的基础更加完整，理论体系更加完善。

（二）我国机电一体化技术的发展

[1]我国是从20世纪80年代初才开始这方面技术的研究。国务院成立了由杰出科学家带领的机电一体化领导小组，并将这项技术列入“863”计划中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的诸多影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，虽然都取得了一定成果，但与日本、欧美等先进国家相比仍有相当大的差距。

三、机电一体化技术的发展趋势

在半个世纪左右的发展中，人类生产生活对机电一体化技术不断提出更高的要求，推动机电一体化技术产品的智能化、模块化、网络化、系统化、绿色化和微型化程度快速发展。其中智能化和自动化更是机电一体化技术的重中之重。

智能化是目前形势下大部分技术所共有的发展方向，也是机电一体化技术与传统机械技术的重要区别之一。随着智能控制技术的进一步发展和人工智能技术在生产设计活动中被越来越重视，机电一体化技术的智能化发展迅速。在更高速的微处理器出现以及运筹学、仿生学等技术的辅助下，机电一体化产品更好的拥有人类的部分智能。

机电一体化技术的发展必须标准化、系列化。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。必须制定出一系列标准，将各个单元、接口统一化，以便扩大规模生产。但由于这项技术刚刚兴起，做到标准化系列化还很难。

网络技术迅速发展，为机电一体化技术带来了新的影响。网络的普及使得基于网络的各种机电产品远程控制得到很大发展。而总线技术和局域网技术的发展，带动了家用机电产品系统化，集成化的发展。

[2]系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。另一个表现是通信功能的增强。机电产品的发展趋势是更加注重人格化，机电一体化的人格化有两层定义，首先，就是模仿生物生理机能，设计各种机电产品。另外，机电一体化产品归根到底是人在使用，赋予机电产品人的智能、情感、个性愈发重要，其总重目的便是人机一体。

在生态环境问题愈发重要的今天，机电一体化技术的绿色化成为一个新的重要课题。绿色机电产品是指产品在设计、试验、生产以及回收销毁等方面对生态环境无害或危害极少，资源利用率高。设计、使用绿色机电产品，是机电一体化技术发展的必然趋势。

机电一体化技术的微型化指的是机电产品向微型机械及微观领域发展。这一概念兴起于20世纪80年代末，国外称其为微电子技术。微电子产品体积小、耗能低、灵活性高，可广泛应用于生物、医疗、军事等方面。而机电一体化技术微型化的一个挑战就是必须采用超精加工技术进行生产制造，如果在这一方面有了较大的发展，那么机电一体化技术的微型化将有质的飞跃。

综上所述，机电一体化技术是社会劳动力发展的产物，也是现代科学技术发展的重要组成部分。机电一体化技术融合多学科种类，使传统的机械预设方法和预设概念发生着革命性的变化。伴随着现代科学技术的不断创新，机电一体化技术的发展前景也将愈发光明。大力发展这一先进技术，不仅是人类文明发展的要求，也是创新理念，振兴工业的必经之路。

篇10

1）机电一体化在向智能化的方向发展，智能化就是在原本电脑控制的基础上更具备合理性和效率性，机电一体化的智能化发展就像最初的硬件手机与现在的智能手机的区别一样。总体说来就是智能化更人性化，更能解决操作中的突发状况或者说是提前就设定了应对解决突发状况的解决措施。

2）机电一体化更加环保，机电一体化进程使原本的柴油发电带动发电机的情况得到改善，现在的机电一体化是电脑操控，解决了其中一些污染环境的问题，响应环保的口号，机电一体化也朝着更环保的方向发展。

3）机械一体化朝着微机模式发展，顾名思义就是机械的规模与形式越来越小，这就要求机械的精密程度。这样的发展趋势有利于解决原始机械庞大的占地面积问题，可以使同一片场地发挥更大的效果。机械以替换的发展趋势是更加进步与人性化，它是朝着一个操作简单、绿色无害、精密程度高的趋势更好的发展。这就是机电一体化，它是机械与电子的有机结合，有着密不可分的有机组成部分，有着良好的发展趋势。在这两者的定义下，笔者希望日后机电的结合能够更加密切，其各个组成部分能日渐精密完善使得整个机电一化得到优化；机电一体化能够在属于它的发展趋势下日益发展完善，更好的满足机电一体化进程的需要。

2机械电子工程专业

在科技发展与时代进步的大背景下，机电一体化的进程日益加快，重要程度日益提升，人才需要也越来越大，接下来笔者将介绍机电一体化的人才来源——机械电子工程专业。上文中我们论述了什么是机电一体化与机电一体化的发展趋势，根据上文我们不难发现机电一体化已经在生产生活中日益重要，为了供应机电一体化所需要的人才，机械电子工程专业应运而生，上个世纪九十年代后期，一些高校开始设置了机械电子专业。机械电子工程专业的出现是为了响应现阶段和日后的电子控制机械的主流趋势，为了使自动化方面有更多可用人才。在机械电子工程专业设置上要注意很多的问题：第一要考虑新课程的课程设置方面，要在传统的机械上有所发展又要估计学生的负担，不能是学生在学习的过程中感到吃力或者是电子与机械兼顾的拖沓。第二就是机械电子专业是机械和电子的有机结合，电子与机械的侧重点问题，在教授的过程中要二者兼顾，因为传统机械是整个机械一体化的基础而电子的计入是一个良性发展，很多新生代的同学更加重视电子方面，这是不科学的做法。总之机械电子工程专业是一个时代要求的必要专业，要安排好课程，明确侧重点，最终达到满足机电一体化进程下人才的需要。

3机电一体化与机械电子专业

介绍过机电一体化与机械电子专业以后，接下来明确机电一体化与机械电子专业之间的关系。根据上文我们不难发现，机电一体化与机械电子专业有着非常密切的关系，可以说机械电子专业是机电一体化的前身，以为机械电子专业所培养的正是机电一体化专业的对口人才，也就是说机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。机械电子专业所学习的内容就是机电一体化的具体内容。其中包括理论知识与具体操作，也就是什么是机电一体化、几点一体化需要我们做些什么、在操作中会遇见什么问题并且该怎样解决等。机械电子专业是为机电一体化培养人才的摇篮，在机械电子专业中学习的同学毕业后的前景就是在机电一体化应用的地方工作。而机电一体化在日常操作中所遇见的难以解决的问题和需注重问题就是机械电子专业研究的课题和研究方向。总之机电一体化与机械电子专业二者之间密不可分，互补互助，机电一体化的发展要求了机械电子专业的学科内容、机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。

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随着科学技术的高速发展，电子技术也在迅猛发展，机电一体化系统逐渐完善，并且在工业生产和机械制造中得到了广泛应用，能够有效提高工业生产和机械制造质量，已经引起了我国工业生产人员的充分重视。而智能控制在机电一体化系统的背景下应运而生，促进了机电一体化系统的发展。智能控制在没有人操控的情况下可以自动控制目标，实现生产制造，智能控制的功能主要体现在控制程序和控制主体上。目前，工业行业对于工业生产的质量要求越来越高，而工业生产受到许多不确定性因素的影响，这就导致数控管理非常困难，无法控制工业生产的质量。通过智能控制来代替人工操作，能够充分发挥智能控制的优势，有效解决机电一体化系统中的问题，取长补短，使工业生产的质量更高、效率更快。因此，如何在机电一体化系统中应用智能控制技术值得广大工业人员深思。

1机电一体化系统的概述

1．1机电一体化的定义机电一体化又被称作为机械电子学，主要指的是把电子电工技术、微电子技术、机械技术、信息技术、信号变换技术、接口技术和传感器技术等多项机械和电子技术结合起来，并应用在实际工业生产中的综合性技术。1．2机电一体化系统的结构机电一体化系统的结构主要由硬件和软件来部分组成，其中硬件组成部分主要包括了电子装置、计算机装置和机械装置，而软件组成部分主要包括了计算机技术、信息技术、电子技术、机械技术、自动控制技术、系统技术、检测技术、传感技术以及伺服传动技术。其职能组成部分主要包括信息处理部分、动力组成、感知部分、控制部分、执行部分和机械运动部分。

2智能控制的概述

2．1智能控制的定义智能控制主要指的是在无人干预的情况下智能机器能够模拟人类的行为自动进行操作，其主要是通过计算机来完成相关智能操作，提前下达指令或程序，才能模拟人类智能。智能控制相对于传统人力控制来说更加复杂，但是能够更好地完成控制任务，达到控制目的。随着科学技术和社会经济的高速发展，智能控制将会面临更加广阔的发展空间，而且运用智能控制能够很好地解决传统控制无法完成的复杂控制任务，智能控制更加安全、可靠，对于一些高危操作，只需要设定一段程序，机器就能够自动代替人力完成操作。传统控制属于智能控制的最初阶段，在智能控制中包含了许多学科，这些学科相互结合，能够起到良好的辅助作用。智能控制理论体系主要基于信息学、自动控制学和人工智能学等多种学科建立起来的。2．2智能控制和传统控制之间的关系以及对比优势智能控制是在传统控制基础上的延伸和发展，自二十世纪六七十年代以来，计算机信息技术与人工智能技术发展的速度越来越快，人们为了让控制系统的控制效果更好，逐渐在控制系统中应用人工智能技术，而人工智能技术的应用，也使控制系统走向了智能控制阶段。和传统控制相比，智能控制系统主要具有这样几点优势:(1)智能控制比传统控制更加高级，是传统控制基础上的延伸和发展，智能控制的结构比较开放，分为各个等级，能够对分布的信息进行综合处理，提高了信息的处理效率，同时，利用智能控制来处理信息，更加精确，能够全面优化控制系统的功能。(2)智能控制系统中包含了众多学科，智能控制理论体系主要基于信息学、自动控制学和人工智能学等多种学科建立起来的，所以智能控制理论体系非常完善，同时对于传统控制而言更加成熟。(3)和传统控制相比较，智能控制能够适用于更加广泛的范围，智能控制能够解决机电一体化中对于控制对象不确定性的问题，安全、可靠地达成控制任务，提高了机电一体化控制效果。(4)智能控制和传统控制在使用方法上存在差异性，只能控制主要通过数控模型来进行混合控制，而传统控制主要通过运动学模型来进行控制，智能控制能够模拟出多种控制方式，适应各种控制环境，对于现代化工业生产起到了重要的辅助作用。除此之外，智能控制中还包含了传统控制理论，对于一些简单的问题可以通过传统控制来完成，而对于一些复杂的问题，就可以结合二者的优势，来发挥最好的控制效果。2．3智能控制的特点和类型综合而言，智能控制主要具有这几种特点:第一，智能控制的组织性明显;第二，智能控制的结构变化显著;第三，只能控制具有非线性特点;第四，只能控制能够满足目标的高质量、多元化需求;第五，智能控制能够从总体的基础上进行优化;第六，智能控制包含的学科种类非常齐全;第七，智能控制比较先进。智能控制主要分为这样几种类型:第一，分级递进智能控制系统;第二;复合式智能控制系统;第三，人工智能型控制系统;第四，进化型智能控制系统;第五，自主学习型智能控制系统;第六，专家型智能控制系统;第七，组合结构型智能控制系统。2．4智能控制系统的发展趋势由于智能控制系统的组织功能和适应非常强大，这也是当前机电一体化系统的发展趋势。在机电一体化系统中应用最广泛的就是人工神经网络和遗传计算系统。在机电一体化系统中，各个部分相互依存，起到了良好的辅助作用。近几年以来，我国的智能控制技术已经逐渐走向成熟阶段，逐渐在机电一体化系统中得到应用，智能控制技术作为一种先进的新兴技术，随着计算机信息时代的来临，智能控制系统一定能得到高速发展。

3机电一体化系统中智能控制的应用

近几年来，智能控制在机电一体化系统中的应用得到了广泛应用，其主要运用于数控领域、机械制造领域、机器人领域和建筑工程领域，下面就机电一体化系统中智能控制的应用进行深入分析。3．1智能控制在数控领域中的应用随着工业生产的高速发展，数控领域是近年来逐渐兴起的新型产物，数控技术的发展促进了我国工业的发展进步。目前，工业生产对于精确度的要求越来越高，而数控系统的要求也相应提高。在数控系统中应用智能控制，能够提高数控系统的精确度和可靠性。为了达到智能控制的目的，必须建立数控模型，结合应用传统控制理论，但是对于数控模型信息模糊的位置，必须运用智能控制才能精确控制目标。在数控系统中设置安全诊断系统，可以充分利用专家系统和遗传算法，来对数控系统中的信息数据进行检测、预算，从而全面提升数控系统的预测和控制功能，进一步完善数控系统。3．2智能控制在机械制造中的应用在工业生产中机械制造是主要目的，而机械制造的前提就是应用智能控制。在机电一体化系统中机械制造是主要组成部分。目前，我国的机械制造主要通过运用计算机技术和智能控制技术，这也是智能控制在机械制造中的主要应用方式。面对更加先进的机电一体化系统，传统控制技术已经无法发挥其作用，在现代化机械制造中，有许多复杂难以预测的数据，无法通过脑力运动来计算，必须合理运用智能控制技术，对人类的行为进行模拟，利用人工神经网络来建立数据模型，通过传感器来传达信息，进而通过智能控制技术来预测处理动态模拟信息。在机械制造中智能控制的应用主要体现在这些方面:对机械的故障风险进行智能诊断，智能监控机械制造的动态过程，利用智能传感器来采集信息数据。3．3智能控制在机器人领域中的应用模糊控制是机器人控制系统的核心，其操作功能多种多样，目前，工业机器人已经完全实现了智能化和自动化。为了提高工业机器人的智能化功能，必须充分运用智能控制系统，使机器人的智能传感器和视觉系统连接起来，这样在行走和搬运物品的过程中，才能自动规避障碍物，并由机器人自行设计合理的路径规划，完全模拟人体行为，来进行各种工业操作。同时，智能控制能够丰富机器人的知识储备系统，让机器人具备人工神经网络，具备逻辑思维，适应各种工业操作，把智能控制和工业机器人结合在一起，能够节省人力，提高工业生产质量。3．4智能控制在建筑工程领域中的应用随着社会经济的高速发展，人们的生活水平不断提高，在建筑工程中越来越多地运用到机电一体化系统，而智能控制是其中的重要组成部分。通过运用智能控制，能够对建筑工程进行智能化管理。在建筑物内部的照明系统中应用智能控制，能够对照明时间和光照强度进行智能化调配，不仅可以节约能源，而且能够让人们生活更加方便。在建筑物的火警装置中采用智能控制，通过计算机联网通信，摄像头和智能传感器来进行实时监控，一旦发现火灾险情，可以及时传达给主机系统，进行智能化处理，智能化预警机制能够提醒居民撤离，并把信息传输到火警部门的监控电脑中，火警人员能够及时赶到现场，救援火灾。

4结语

综上所述，智能控制在机电一体化系统中的应用，能够起到优势互补的作用，有效提高工业生产的效率和人们生活质量。智能控制和传统控制相比具有更加显著的优势，为了充分发挥智能控制的作用，必须加快智能控制和机电一体化系统的融合应用。

参考文献:

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［2］肖攀，董硕．机电一体化系统中智能控制的应用探析［J］．山东工业技术，2015(12):187．

［3］王睛睛．基于机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考［J］．科学与财富，2015(8):261．

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中图分类号TM92 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0060-02

1 机电一体化技术的概念及其应用

定义机电一体化技术需要从两方面进行分析，硬件和软件。硬件主要包括机器主机、相关工作和控制系统、接口和执行结构等；软件是按着人的意愿编写的计算机程序，用于控制硬件实现某种特定的功能。研究和总结相关软硬件设施的技术统称为机电一体化技术。

1.1 机电一体化的硬件技术

1.1.1驱动技术

驱动技术的主要表现形式是在执行结构上。现有的驱动方式主要有气动，液压和电动三种，区别在于动力源的不同。其中应用最广泛的是电动驱动结构，因为气动和液压的结构和系统相对来说复杂一点，比较繁琐。

1.1.2控制技术

控制技术主要指信息处理技术，机电一体化的技术水平的提高主要就是建立在信息处理技术提高的基础上。信息处理技术的提高主要体现在处理输入输出的可靠性和抗干扰性，模型之间转换的可靠性，处理设备的可靠性等。信息处理技术主要通过处理设备来实现。这些硬件设备统称为计算机硬件。衡量设备的好坏主要指标就是体积的大小，容量的大小和功能的多少。高端的设备主要包括高级音频处理机，高级视频处理机，高级磁盘机，高级运算处理机等。同时，实现多信息联机处理，开发小功率多功能部件。同时实现信息处理装置的智能化，提升信息处理设备的可靠性。

1.1.3接口

接口是传输控制指令的硬件连接设备，主要包括数据传输线和相关逻辑门电路。接口技术是机电一体化技术的重要组成部分之一。同时也是较为突出的问题之一。接口设备的好坏直接关系着被连接设备的发挥作用的程度。

1.1.4主机技术

主机技术也就是最主要的机械技术。这方面要想提高需从两方面进行考虑，一方面是自身的设计上，比如说改进设计方案，采用新材料，改良构造结构，提高自身的硬度，耐磨度，减轻一下重量等等使模块更加合理，可靠。另一方面是制造的工艺问题。比如说制定先进的工艺流程，选定适当的加工设备，制订科学合理的生产计划等等。

1.1.5传感器技术

传感器技术根据用途分为两类，内部信息传感技术和外部信息传感技术。传感技术主要体现在可靠性，灵敏度和精度上。信息的传感方式主要是电，光，机械和流体等。外部传感器经常与检测对象接触，容易产生磨损影响检测结果和精度。所以发展非接触型检测技术对外部系统传感器来说至关重要。传感器的发展方向是功能的智能化和元件化。

1.2机电一体化软件技术

软件技术相对比较复杂，它主要是通过编写一定的程序，实现对硬件的控制和操作。软件又被叫做“程序系统”，它是自动控制计算机，提高效率，扩大功能的程序的总称。一般将软件根据功能的不同分为系统程序系统和应用程序系统两大部分。系统程序一般指的是中央主处理程序的编写，应用程序系统是指在系统程序的基础上添加的一些应用程序。软件技术方面一项重要的工作就是推行软件的标准化，使之实现互换和通用的特性。

1.3软件和硬件的关系

硬件就好像人类的肢体，软件就是人类的大脑，大脑指挥肢体，肢体配合大脑，只有这样才能实现双方的价值。因此，软件和硬件缺一不可，必须协调发展。

1.4机电一体化技术涉及的学科领域

机电一体化技术紧紧依附与科学技术之下，随着科学的发展而发展，所涉及的领域十分广泛。包括机械技术，电子技术，共性技术，传感技术等等。不同的技术所涉及的领域也是非常广泛的。所以说机电一体化技术是各类学科技术相互渗透，相互融合的产物。

2 机电一体化产品

机电一体化产品顾名思义，就是所有利用机电一体化技术制造出来的产品。产品种类多种多样，发展势头迅猛。现今的机电一体化设备逐渐发展到了机群和系统，并在逐步向智能化，自动化，高效化改进。机电一体化产品的生产也已向自动化车间或工厂发展，机电一体化产品也成为了人们工作，学习，生活所必不可少的产品。

2.1机电一体化产品的分类

根据结构和作用的不同，大致分为以下四类：1）完全以电子装置替代了原有机械结构中的信息处理机构，如智能电话，平板电脑，上网本等；2）内置微机的大小型家用电器，这类装置一面简化其自身的机械结构，一面又采用了电子装置，比如家庭常用的全自动洗衣机、影碟机、数码照相机等；3）机械机构与电子装置共存的设备产品。如计算机控制的一些机器，单反相机等等；4）高性能或多功能的机械产品。这类产品就是在本来就是高级机构的机械上，利用电子技术进行高级控制。比如智能机器人、数控机床、数控模具、防滑制动器等等。

2.2机电一体化产品的特色和优点

1）通过改进电子元器件，增加了机器的使用时间和使用寿命。同时也提高了机器的可靠性；

2）通过元器件的改进，简化了机器的结构，缩小了体积，使产品更加便于携带；

3）通过技术的改良，产品种类更加丰富，功能也更加齐全。

4）智能化操作，通过自动监视和诊断，能够对一些突发事件进行应急处理，提高了产品的安全性；

5）采用机电一体化设备，提高了生产效率，产品本身的精度也得到了提高，生产作业更加高效，操作更加合理，减少了人工成本，扩大了生产规模，全面降低了产品成本；

6）机电一体化产品由原来的低档变为高档，首先增强了企业的市场竞争力，同时也为我国的现代化建设贡献出了属于自己的一份力量；

7）机械本身只按照计算机程序指令进行工作，这样可以实现产品动作的自动化。

8）增加了产品的功能，扩大了产品的使用范围。

3结论

随着电子技术和计算机技术的发展，机电一体化技术也逐渐走向成熟。机电一体化技术的发展使机电一体化产品的市场前景更加广阔。国家也慢慢地制定了很多发展规划用于支持机电一体化技术和产品的发展。机电一体化的发展前景是相当可观的。让我们共同期待机电一体化所创造的美好的明天。

参考文献

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引言

随着电子技术的发展，具有高科技含量的半导体集成电路的出现，为机电一体化技术在农业机械上的应用提供了便利。这种高科技产物提高机械的运作效率，降低了操作危险系数。目前，国内外对机电一体化研究力度也明显的加强了，大量的科技产物涌向市场，赢得了人们的注意力。近几十年来，机电一体化在农业机械生产中得到了广泛运用，使得农业的生产效率大大提高，为国民经济的进步提高了帮助。

一、机电一体化的基本特征

1.机电一体化的基本定义

机电一体化又名为机械电子学，是机械与电子科技结合为一体的技术。这项技术的技术基础是机械制造和电子配合电脑软件进行工作。因此机电一体化是整合了机械、电子、电动机和电脑等多领域的一门技术。机电一体化主要由机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源五大部分组成。

2.机电一体化的具体内容

机电一体化是将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。其主要内容包括以下4个方面：

（1）机械技术

经典的机械理论借助于技术在人工智能和专家系统的帮助下形成新一代的机械制造技术。

（2）系统技术

系统技术就是以整体出发，组织利用各种相关的技术，将总体分解问相互关联的若干功能单元。

（3）自动控制技术

在控制理论的控制下，设计仿真系统，再进行现场调试。

（4）伺服传动技术

包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置。

3.机电一体化的原则

机电一体化技术有四大原则：

（1）接口耦合

为保证对信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。

（2）能量转换

在传输和交换的环节进行能量交换与交流。

（3）信息控制

在软、硬件的保证下，系统控制单元对信息进行控制

（4）运动传递

是不同类型的运动进行变换与传输来达到控制的目的。

二、机电一体化在农业机械应用的实际情况

1.传统农业生产技术

传统的农业生产方式是指主要通过生产工具、动力、水利设施等方法进行耕种收获的农业方式。其是自给自足的小农经济，主要生产满足自家的生活需要和缴纳税收等开支，商品率低。农民有固定的农耕田地，以人力和畜力为主要动力，以有机肥为主要肥料，实现丰衣足食的目标。是一种相对稳定却又低效率的农业生产体系。

2.现代化农业生产技术

现代农业是集科学化、商品化、集约化和产业化于一身，它突破了传统农业的局限性。现代农业机械是将自动化、智能化、多功能方向发展。随着机电一体化的不断革新，越来越多的自动化机械出现在劳动场地，机械耕种机代替了人畜犁耙;拖拉机代替了人工扛输。大力发展农业的机电一体化，提高农业的生产水平，增加农民收入的渠道，是实现农业现代化的重要基石。

3.机电一体化技术在农业机械的应用

机电一体化与传统的机械产品相比，有明显的优势。机电一体化产品的使用改变以前比较落后的生产方式，一般都是使用自动化的机械进行操作，解放生产力。在农业生产中，机电一体化使农业机械的工作效率和产能都得到了提高。工作人员在操作过程中的人身安全安全得到保障，机械故障率也随之降低。随着技术的多样性，机械设备的制造使得机电一体化设备功能多种多样满足市场需求，适应能力也很强。简单的安装原理，使得机械便于调试和维护，大大降低了维修成本。

三、机电一体化在农业机械上的发展前景

当今的世界可谓是高速信息的电子时代，电脑和电子信息各项技术的飞速发展使得农业机械生产逐渐向机电一体化方向前进。随着时代潮流的推进，农业机械控制技术势必将成为发展主流。一些著名农机厂商大量使用现代高端技术，例如GPS全球定位系统、激光扫信息遥感等，并将其装备应用于现代农业机械上。农用激光平地机是用激光调平传感微机处理技术进行地面平整作业，一次便可成形，效果非常显著。广大技术人员应及时更新知识结构，找准时代信息科学技术的发展方向，在满足市场需要的前提下，生产具有足够的竞争力的农业机械，以保证从市场获得最大的技术经济效益和社会效益。

四、总结

综上所述，机电一体化的出现是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。 对机电一体化的研究目的在于将机械技术与信息技术结合为一体，实现工作系统的最优化。因此，在农业机械化的生产上必然离不开机电一体化。随着科学技术的发展，各种高科技技术也相互融合，这种发展趋势也证明了机电一体化技术在农业生产中将越来越主导地位。

参考文献